JPH0739584B2 - 摺動部材 - Google Patents
摺動部材Info
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- JPH0739584B2 JPH0739584B2 JP31406289A JP31406289A JPH0739584B2 JP H0739584 B2 JPH0739584 B2 JP H0739584B2 JP 31406289 A JP31406289 A JP 31406289A JP 31406289 A JP31406289 A JP 31406289A JP H0739584 B2 JPH0739584 B2 JP H0739584B2
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- Japan
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- ptfe
- layer
- test piece
- plating layer
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Description
【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本発明は摺動部材に関するものである。
《従来の技術》 無潤滑条件下で使用される摺動部材には、摺動面での摩
擦係数の低減や耐摩耗性の向上が特に必要とされる。そ
のため従来より無潤滑下ですべり接触を行うこととなる
摺動部材には一般的に、摩擦係数を低減するためのZnク
ロメート処理、樹脂コーティング等を施したり、耐摩耗
性を向上させるための浸炭焼入れ等を施した摺動部材が
用いられている。
擦係数の低減や耐摩耗性の向上が特に必要とされる。そ
のため従来より無潤滑下ですべり接触を行うこととなる
摺動部材には一般的に、摩擦係数を低減するためのZnク
ロメート処理、樹脂コーティング等を施したり、耐摩耗
性を向上させるための浸炭焼入れ等を施した摺動部材が
用いられている。
《発明が解決しようとする課題》 上記従来の摺動部材は、摺動部材特性に関する最近の厳
しい要請に応えるには、摩擦係数の低減及び耐摩耗性の
向上の点でまだ十分とは言えなかった。
しい要請に応えるには、摩擦係数の低減及び耐摩耗性の
向上の点でまだ十分とは言えなかった。
そこで本発明者等は先に、摺動面にポリテトラフルオロ
エチレン（PTFE）が分散されたNi−Ｐめっき層を形成さ
せた摺動部材を提案し（特開平2-173472号、特開平2-21
9894号）ある程度の解決をみている。しかしこれとて完
全に満足できるものではなく、摺動面部で初期に発生す
る凝着摩耗により滑りが悪くなるという問題があった。
エチレン（PTFE）が分散されたNi−Ｐめっき層を形成さ
せた摺動部材を提案し（特開平2-173472号、特開平2-21
9894号）ある程度の解決をみている。しかしこれとて完
全に満足できるものではなく、摺動面部で初期に発生す
る凝着摩耗により滑りが悪くなるという問題があった。
本発明はこのような問題を解決する目的でなされたもの
であり、その解決しようとする課題は、摩擦係数が低く
安定した状態に維持され、耐摩耗性が向上し、初期凝着
摩耗が発生しない摺動部材を提供することである。
であり、その解決しようとする課題は、摩擦係数が低く
安定した状態に維持され、耐摩耗性が向上し、初期凝着
摩耗が発生しない摺動部材を提供することである。
《課題を解決するための手段》 上記課題を解決できる本発明の摺動部材は、摺動面部
が、母材上に形成された硬さHv450以上のポリテトラフ
ルオロエチレンが分散されたNi−Ｐめっき層（PTFE分散
Ni−Ｐめっき層；第一層）と、その上に形成されたポリ
テトラフルオロエチレン層（PTFE層；第二層）とから構
成されていることを特徴とする。
が、母材上に形成された硬さHv450以上のポリテトラフ
ルオロエチレンが分散されたNi−Ｐめっき層（PTFE分散
Ni−Ｐめっき層；第一層）と、その上に形成されたポリ
テトラフルオロエチレン層（PTFE層；第二層）とから構
成されていることを特徴とする。
第一の層であるPTFE分散Ni−Ｐめっき層は、PTFE粒子を
適当に分散させたNi−Ｐめっき液で母材にめっき処理を
施すことにより形成できる。めっき方法自体は無電解・
化学めっきが簡便であり、母材に直接施してもよいが、
密着性を確実なものとするには被処理部を脱脂、酸洗い
した後、或は更に亜鉛置換めっき処理した後、上記めっ
き液に所望の厚さのめっき層が得られるまで浸漬すれば
よい。なお上記方法によらず、電解析出法によりNi−Ｐ
めっき層を形成させてもよい。
適当に分散させたNi−Ｐめっき液で母材にめっき処理を
施すことにより形成できる。めっき方法自体は無電解・
化学めっきが簡便であり、母材に直接施してもよいが、
密着性を確実なものとするには被処理部を脱脂、酸洗い
した後、或は更に亜鉛置換めっき処理した後、上記めっ
き液に所望の厚さのめっき層が得られるまで浸漬すれば
よい。なお上記方法によらず、電解析出法によりNi−Ｐ
めっき層を形成させてもよい。
上記Ni−Ｐめっき層中のPTFEの分散量は、15Vol％未満
ではPTFEが固体潤滑材として十分役割を果さず、即ち初
期凝着摩耗の発生及び焼き付きを防止する効果が十分で
なく、逆に35Vol％を超えるとめっき層の耐摩耗性が大
幅に低下するため15〜35Vol％であるのが好ましい。PTF
Eの粒径は、好ましくは0.2〜0.6μｍである。
ではPTFEが固体潤滑材として十分役割を果さず、即ち初
期凝着摩耗の発生及び焼き付きを防止する効果が十分で
なく、逆に35Vol％を超えるとめっき層の耐摩耗性が大
幅に低下するため15〜35Vol％であるのが好ましい。PTF
Eの粒径は、好ましくは0.2〜0.6μｍである。
またNi−Ｐめっき中のＰ量は２〜13wt％であるのが好ま
しい。これは2wt％未満では熱処理を行なっても十分な
硬さが得られずめっき層の摩耗量が増加し、13wt％を越
えるＰ量では硬さは得られてもめっき層の靱性が低下し
めっき層の剥離が発生し易くなるからである。また、上
記Ni−Ｐめっき層の硬さは、耐摩耗性を確保する上でHv
450以上必要であり、めっき処理後の熱処理で達成し得
る。外熱処理はNi−Ｐめっき層を加熱することによりNi
-Ni3P共晶体として硬化させる処理である。その硬さは
熱処理の温度や時間で調節することができ、通常250℃
×1hrの熱処理で十分である。
しい。これは2wt％未満では熱処理を行なっても十分な
硬さが得られずめっき層の摩耗量が増加し、13wt％を越
えるＰ量では硬さは得られてもめっき層の靱性が低下し
めっき層の剥離が発生し易くなるからである。また、上
記Ni−Ｐめっき層の硬さは、耐摩耗性を確保する上でHv
450以上必要であり、めっき処理後の熱処理で達成し得
る。外熱処理はNi−Ｐめっき層を加熱することによりNi
-Ni3P共晶体として硬化させる処理である。その硬さは
熱処理の温度や時間で調節することができ、通常250℃
×1hrの熱処理で十分である。
第二層のPTFE層は次の二種類の層のどちらでも良い： 上記“PTFE被膜層”は、0.5〜2.0μｍ程度の厚さでよ
く、第一層として形成させたPTFE25〜35vol％分散Ni−
Ｐめっき層を350〜450℃で約１時間熱処理することによ
り形成させることができる。また“PTFEコーティング
層”は、PTFE＋溶剤等より成る塗料を浸漬法、噴霧法等
でコーティングし焼付け乾燥させることにより形成させ
ることができ、該層の場合その厚さは１〜10μｍが良
い。
く、第一層として形成させたPTFE25〜35vol％分散Ni−
Ｐめっき層を350〜450℃で約１時間熱処理することによ
り形成させることができる。また“PTFEコーティング
層”は、PTFE＋溶剤等より成る塗料を浸漬法、噴霧法等
でコーティングし焼付け乾燥させることにより形成させ
ることができ、該層の場合その厚さは１〜10μｍが良
い。
母材の材質は特に限定されず、各種鋼、アルミニウム合
金等、Ni−Ｐめっき層を形成できる材料であればよい。
金等、Ni−Ｐめっき層を形成できる材料であればよい。
以上の知見から本発明は摺動部材の新規製造方法をも提
供することになり、その方法は、母材の少なくとも摺動
面にPTFE15〜35vol％分散Ni−２〜13wt％Ｐめっき層を
形成させた後、該めっき層を350〜450℃で約１時間熱処
理するか又は上記めっき層の上に純PTFEコーティング層
を形成させることを特徴とする。
供することになり、その方法は、母材の少なくとも摺動
面にPTFE15〜35vol％分散Ni−２〜13wt％Ｐめっき層を
形成させた後、該めっき層を350〜450℃で約１時間熱処
理するか又は上記めっき層の上に純PTFEコーティング層
を形成させることを特徴とする。
なおPTFE層として“PTFE被膜層”を設ける場合の長所と
しては、熱処理だけで表面にPTFE層を形成できるため
コストが安い．コーティングに較べ工程が少なくて済
む．同一組織から表面上に被膜を形成するため密着性
が良い．等が挙げられ、一方、“PTFEコーティング層”
を設ける場合の長所としては、PTFE層を厚く形成でき
る．PTFE層の厚さを均一にできる．容易な浸漬法で
コーティングでき、安定した品質が得られる．表面の
平滑性が良い（摺動面がシビアな部品に適用可能）等が
挙げられる。
しては、熱処理だけで表面にPTFE層を形成できるため
コストが安い．コーティングに較べ工程が少なくて済
む．同一組織から表面上に被膜を形成するため密着性
が良い．等が挙げられ、一方、“PTFEコーティング層”
を設ける場合の長所としては、PTFE層を厚く形成でき
る．PTFE層の厚さを均一にできる．容易な浸漬法で
コーティングでき、安定した品質が得られる．表面の
平滑性が良い（摺動面がシビアな部品に適用可能）等が
挙げられる。
《作用》 PTFE分散Ni−Ｐめっき層は優れた耐摩耗性を示し、その
Ni−Ｐマトリックス中に分散しているPTFEが摺動面での
摩擦係数を長期安定的に低減する。
Ni−Ｐマトリックス中に分散しているPTFEが摺動面での
摩擦係数を長期安定的に低減する。
PTFE分散Ni−Ｐめっき層の上に更にPTFE層を設けると、
該PTFE層が相手材に転写し、摩擦係数の低く安定した状
態を助長するとともに初期の摩擦係数を大きく低減させ
るので、初期凝着特性が向上する。
該PTFE層が相手材に転写し、摩擦係数の低く安定した状
態を助長するとともに初期の摩擦係数を大きく低減させ
るので、初期凝着特性が向上する。
《実施例》 以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。
参考例１ スチール（JIS規格S45C）製で大きさが長さ70mm×巾15m
m×10mmの平板片を、PTFE（粒径φ0.2〜0.3μｍ）、硫
酸ニッケル、次亜燐酸ソーダ、アルキルヒドロキシカル
ボン酸（錯化剤）、アルキルジカルボン酸（反応促進
剤）、安定剤、pH調製剤等をを適当に含む浴温85〜90℃
のめっき液に90分程度浸漬し、厚さ15μｍのPTFE25vol
％分散Ni−８％Ｐ合金めっき層を形成させた後、300℃
×1hrの熱処理を行なうことにより、合金めっき層の硬
さをHv550とした摩擦試験用の平板試験片（70mm×15mm
を試験面とする）を作製した。
m×10mmの平板片を、PTFE（粒径φ0.2〜0.3μｍ）、硫
酸ニッケル、次亜燐酸ソーダ、アルキルヒドロキシカル
ボン酸（錯化剤）、アルキルジカルボン酸（反応促進
剤）、安定剤、pH調製剤等をを適当に含む浴温85〜90℃
のめっき液に90分程度浸漬し、厚さ15μｍのPTFE25vol
％分散Ni−８％Ｐ合金めっき層を形成させた後、300℃
×1hrの熱処理を行なうことにより、合金めっき層の硬
さをHv550とした摩擦試験用の平板試験片（70mm×15mm
を試験面とする）を作製した。
実施例１ 参考例１と同様な方法で厚さ15μｍのPTFE30vol％分散N
i−８％Ｐ合金めっき層を形成させた後、400℃×1Hrの
熱処理を行うことにより、めっき層中のPTFEがにじみ出
て表面に厚さ１μｍのPTFE被膜を生じた平板試験片を作
製した。この試験片の硬さはHv550であった。
i−８％Ｐ合金めっき層を形成させた後、400℃×1Hrの
熱処理を行うことにより、めっき層中のPTFEがにじみ出
て表面に厚さ１μｍのPTFE被膜を生じた平板試験片を作
製した。この試験片の硬さはHv550であった。
実施例２ 参考例１と同様な方法で厚さ15μｍのPTFE25vol％分散N
i−８％Ｐ合金めっき層を形成させ、300℃×1Hrの熱処
理後、純PTFEをティッピングにより焼成条件250℃×30
分でコーティングし、めっき層上に厚さ５μｍの純PTFE
コーティング層を持つ平板試験片を作製した。この試験
片の硬さはHv530であった。
i−８％Ｐ合金めっき層を形成させ、300℃×1Hrの熱処
理後、純PTFEをティッピングにより焼成条件250℃×30
分でコーティングし、めっき層上に厚さ５μｍの純PTFE
コーティング層を持つ平板試験片を作製した。この試験
片の硬さはHv530であった。
比較例１〜３ 比較例１、２及び３の平板試験片として夫々、S45C鋼に
Znクロメート処理（８μｍ）を施したもの、快削鋼に浸
炭焼入れを施したもの及びS45C鋼にNi−8wt％Ｐめっき
（15m）を施したものを作製した。なお硬さは夫々Hv20
0、Hv750及びHv600であった。
Znクロメート処理（８μｍ）を施したもの、快削鋼に浸
炭焼入れを施したもの及びS45C鋼にNi−8wt％Ｐめっき
（15m）を施したものを作製した。なお硬さは夫々Hv20
0、Hv750及びHv600であった。
相手材（ピン試験片）の製造 スチール（JIS規格SWRCH10R）製で大きさが直径4mm×長
さ5mmで試験面がR10のピンに、浸炭焼入れを施すことに
より、硬さHv700のピン試験片を製作した。該ピン試験
片を上記各参考例、実施例及び比較例の平板試験片と組
み合わせて摩擦試験を行なった。各組合せをまとめて次
表に示す。
さ5mmで試験面がR10のピンに、浸炭焼入れを施すことに
より、硬さHv700のピン試験片を製作した。該ピン試験
片を上記各参考例、実施例及び比較例の平板試験片と組
み合わせて摩擦試験を行なった。各組合せをまとめて次
表に示す。
摩擦試験 上記表に示されている各組合せ試験片を順次バウデン式
摩擦試験機にセットし、約80℃に加熱した平板試験片の
70mm×15mmにピン試験片を接触させ、荷重0.5kgfを負荷
しながら3.3mm/sの滑り速度で平板試験片側を往復摺動
させる摩擦試験を行い、往復サイクル数と摩擦係数
（μ）の関係を調べた。なお平板試験片の表面粗さは２
〜３μmRZである。この摩擦試験結果を第１図に示す。
摩擦試験機にセットし、約80℃に加熱した平板試験片の
70mm×15mmにピン試験片を接触させ、荷重0.5kgfを負荷
しながら3.3mm/sの滑り速度で平板試験片側を往復摺動
させる摩擦試験を行い、往復サイクル数と摩擦係数
（μ）の関係を調べた。なお平板試験片の表面粗さは２
〜３μmRZである。この摩擦試験結果を第１図に示す。
第１図から判かるように実施例１及び２の試験片はいず
れも比較例１〜３の試験片に比べμレベルが低く、しか
も安定したμを示す。
れも比較例１〜３の試験片に比べμレベルが低く、しか
も安定したμを示す。
比較例１では初期μはZnクロメートの効果により低くな
っているが、サイクル数の増加とともにZnクロメートが
摩耗して凝着が発生し、μはすぐに高値となる。参考例
１ではPTFE分散の効果により比較例３に比べてμレベル
は低くなっているが初期のμが高く、初期の凝着摩耗特
性に対してはまだ充分とは言えない。
っているが、サイクル数の増加とともにZnクロメートが
摩耗して凝着が発生し、μはすぐに高値となる。参考例
１ではPTFE分散の効果により比較例３に比べてμレベル
は低くなっているが初期のμが高く、初期の凝着摩耗特
性に対してはまだ充分とは言えない。
実施例１は、参考例１のPTFE分散Ni−Ｐめっき層の上に
更にPTFE被膜が形成されているため、初期のμはさらに
低くなり、初期の凝着特性に優れるが、PTFE被膜が１μ
ｍと薄いため効果が持続せず20サイクル付近からは参考
例１と同等のμレベルとなる。
更にPTFE被膜が形成されているため、初期のμはさらに
低くなり、初期の凝着特性に優れるが、PTFE被膜が１μ
ｍと薄いため効果が持続せず20サイクル付近からは参考
例１と同等のμレベルとなる。
一方、実施例２では純PTFEコーティング層が形成されて
いるため、初期のμは低く、初期の凝着特性に優れる。
またコーティング層の厚さが５μｍと実施例１に比べ厚
いため、この効果が持続し、μは安定して低い値を保
つ。
いるため、初期のμは低く、初期の凝着特性に優れる。
またコーティング層の厚さが５μｍと実施例１に比べ厚
いため、この効果が持続し、μは安定して低い値を保
つ。
摩耗試験 参考例２、実施例３及び４、並びに比較例４、５及び６
の各平板状試験片（25mm×25mm×10mm）を夫々前記参考
例１、実施例１及び２、並びに比較例１、２及び３の各
平板試験片の材料で作製し、また前記ピン試験片の材料
で外径30mm×当り巾3mmのリング試験片を作製し、それ
らを前記第１表の材料組合せＡ〜Ｆと同一となるように
組合わせて摩耗試験に供した。
の各平板状試験片（25mm×25mm×10mm）を夫々前記参考
例１、実施例１及び２、並びに比較例１、２及び３の各
平板試験片の材料で作製し、また前記ピン試験片の材料
で外径30mm×当り巾3mmのリング試験片を作製し、それ
らを前記第１表の材料組合せＡ〜Ｆと同一となるように
組合わせて摩耗試験に供した。
摩耗試験は、各組合せ試験片を順次大越式摩耗試験機に
セットし、リング試験片を0.3m/sで回転させ、それに平
板状試験片を押付け、段階的に6.3kgまで押付荷重を増
加させて滑り距離100mでの摩耗体積を測ることにより行
った。この摩耗試験結果を第２図に示す。
セットし、リング試験片を0.3m/sで回転させ、それに平
板状試験片を押付け、段階的に6.3kgまで押付荷重を増
加させて滑り距離100mでの摩耗体積を測ることにより行
った。この摩耗試験結果を第２図に示す。
第２図から判かるように実施例３及び４の試験片は硬度
がHv500〜550と高いため、いずれも比較例４の試験片に
比べ耐摩耗性は約３倍向上する。
がHv500〜550と高いため、いずれも比較例４の試験片に
比べ耐摩耗性は約３倍向上する。
《発明の効果》 以上の如く本発明の摺動部材は、摺動面に硬さHv450以
上のPTFE分散Ni−Ｐめっき層を設け、該層の上に更にPT
FE層を設けたものであるため、従来の摺動部材に比べ初
期の摩擦係数が一段と低くなり、しかもその低い摩擦係
数が安定的に維持される。そのため耐摩耗性は約３倍向
上する。
上のPTFE分散Ni−Ｐめっき層を設け、該層の上に更にPT
FE層を設けたものであるため、従来の摺動部材に比べ初
期の摩擦係数が一段と低くなり、しかもその低い摩擦係
数が安定的に維持される。そのため耐摩耗性は約３倍向
上する。
従って本発明の摺動部材を自動車等に使用することによ
り、その耐久性、信頼性等を高めることができる。
り、その耐久性、信頼性等を高めることができる。
第１図は本発明の実施例、参考例及び比較例の各摺動部
材の摩擦試験結果をまとめて示す図、第２図は同じく摩
擦試験結果に係る図である。
材の摩擦試験結果をまとめて示す図、第２図は同じく摩
擦試験結果に係る図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ１０Ｍ 103:04） Ｃ１０Ｎ 10:16 20:00 Ｚ 40:02 50:08
Claims (1)
- 【請求項１】摺動面部が、母材上に形成された硬さHv45
0以上のポリテトラフルオロエチレンが分散されたNi−
Ｐめっき層と、その上に形成されたポリテトラフルオロ
エチレン層とから構成されていることを特徴とする摺動
部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31406289A JPH0739584B2 (ja) | 1989-12-02 | 1989-12-02 | 摺動部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31406289A JPH0739584B2 (ja) | 1989-12-02 | 1989-12-02 | 摺動部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03174494A JPH03174494A (ja) | 1991-07-29 |
| JPH0739584B2 true JPH0739584B2 (ja) | 1995-05-01 |
Family
ID=18048770
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31406289A Expired - Fee Related JPH0739584B2 (ja) | 1989-12-02 | 1989-12-02 | 摺動部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0739584B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002019313A1 (fr) * | 2001-03-05 | 2002-03-07 | Gotoh Gut Co., Ltd. | Enrouleur de cordes pour un instrument a cordes |
| WO2002073590A1 (fr) * | 2001-03-05 | 2002-09-19 | Gotoh Gut Co., Ltd. | Composants metalliques pour instrument a cordes |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH049498A (ja) * | 1990-04-26 | 1992-01-14 | Nkk Corp | 優れた剥離性および高い硬度を有するニツケル‐燐合金めつき金属板およびその製造方法 |
| JP3918516B2 (ja) * | 2001-11-07 | 2007-05-23 | 株式会社豊田自動織機 | 斜板式圧縮機 |
-
1989
- 1989-12-02 JP JP31406289A patent/JPH0739584B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002019313A1 (fr) * | 2001-03-05 | 2002-03-07 | Gotoh Gut Co., Ltd. | Enrouleur de cordes pour un instrument a cordes |
| WO2002073590A1 (fr) * | 2001-03-05 | 2002-09-19 | Gotoh Gut Co., Ltd. | Composants metalliques pour instrument a cordes |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03174494A (ja) | 1991-07-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |